2025精品高考物理作业课件专题十六原子物理 附解析

1、考点1,光电效应,波粒二象性,考点2,原子结构,考点3,原子核,考点1,光电效应,波粒二象性,经典3+2,1.,多选,2023年6月浙江卷有一种新型光电效应量子材料,其逸出功为,。当紫外光照射该材料时,只产生动能和,动量单一的相干光电子束。用该电子束照射间距为,的双缝,在与缝相距为,的观测屏上形成干涉条纹,测得条纹间距,为,已知电子质量为,普朗克常量为,光速为,则(,),AD,A.电子的动量,B.电子的动能,C.光子的能量,D.光子的动量,【解析】,由条纹间距,、电子动量,联立解得,，A对；电子的动能,，解得,，B错；光子的能量,，故,，C错；光子的动量,，解得,，D对。,2.2023北京东城区练习某光源发出的光由不同波长的光组成。不同波长的光的强度（表示光的强弱）如图所示。,使金属恰好发生光电效应的光的波长，称为极限波长。表中为一些金属的极限波长。用该光源照射表中金属表面，,则(,),A,材料,铂,钨,钠,极限波长,196,274,542,A.只有钠表面有电子逸出,B.只有铂表面有电子逸出,C.钨、铂表面均有电子逸出,D.铂、钨、钠表面均有电子逸出,【解析】,由爱因斯坦光电效应方程有

2、,，又,，整理得,，显然只要入射光的波长小于,金属的极限波长，金属就能发生光电效应现象，由题图可知，入射光的波长大约在,到,之间，又由表,可知，只有金属钠的极限波长介于,到,之间，且入射光的波长最小值大于金属铂和金属钨的极限波长，,所以入射光只能使金属钠产生光电效应现象，,正确，,错误。,3.,多选,2024贵州贵阳考试利用如图所示的电路做光电效应实验。实验时，闭合开关,，,用两种已知频率的入射光照射光电管，在电路中均出现了光电流。电子的电荷量已知，现把,电源的正负极对调后，通过实验可以测出(,),ABD,A.普朗克常量,B.,极金属材料的逸出功,C.一定光强下的饱和光电流,D.光电子脱离金属后的最大初动能,【解析】,电源的正负极对调后，缓慢调节滑动变阻器的滑片使电流表示数恰好减为零，记下此时电压表的示数,，,即为遏止电压，由动能定理有,，由爱因斯坦光电效应方程有,，设两束光的频率分别为,、,，对应的遏止电压分别为,、,，则分别代入上述各式联立得普朗克常量,，,极金属材料的逸出,功,，光电子脱离金属后的最大初动能,，故,正确；由于饱和光电流是在光,强不变的情况下，随着所加正向电压的增大

3、，光电流所趋于的一个饱和值，即电源的正负极对调前，调节滑动变,阻器，当电流表的示数不变时，所对应的电流为此光强下的饱和光电流，所以将电源的正负极对调后，无法测出，,C错误。,4.,多选,2024山东威海考试爱因斯坦提出了光子说，很好地解释了光电效应实验中的各种现象。与光电效应实,验有关的四幅图如图所示，下列说法正确的是(,),CD,图1:光电效应实验,图2:光电流与电压的关系,图3:金属的遏止电压,与,入射光频率的关系,图4：光电子的最大初动能,与入射光频率的关系,A.如图1装置，如果先让锌板带负电，再用紫外线灯照射锌板，则验电器的张角变大,B.由图2可知，黄光越强，饱和光电流越大，说明光子的能量与光强有关,C.由图3可知，,为该金属的截止频率,D.由图4可知，,等于该金属的逸出功,【,解析】,紫光照射锌板发生光电效应，锌板表面逸出光电子，若锌板带负电，负电荷逐渐减小，验电器的张角减小，,A错；黄光越强，产生的饱和光电流越大，说明饱和光电流的大小和光的强度有关，B错；根据爱因斯坦光电效应方,程可知，光电子的最大初动能为,，结合题图4可知逸出功,，D对；当,时，对应的频率,为截,止频率，

4、即,，遏止电压满足,，变形得,，结合题图3可知,，C对。,考点2,原子结构,经典3+2,限时：10分钟,1.2024广西南宁测试通过对,粒子散射实验的研究,卢瑟福提出了原子的核式,结构模型。如图为实验的示意图,显微镜前端带有荧光屏,实验时,若将显微镜分,别放在位置1、2、3、4,则能观察到,粒子出现最多的位置为(,),D,A.位置1,B.位置2,C.位置3,D.位置4,【解析】,粒子散射实验现象,正确,2.2022广东卷目前科学家已经能够制备出能量量子数,较大的氢原子。氢原子第,能级的能量为,，其中,。如图所示是按能量排列的电磁波谱，要使,的氢原子吸收一个光子后，恰好失去一个电子变,成氢离子，被吸收的光子是(,),A,A.红外线波段的光子,B.可见光波段的光子,C.紫外线波段的光子,D.,射线波段的光子,【解析】,的氢原子能量为,，该氢原子的电离能为,。吸收一个光子，恰好失去,一个电子变成氢离子，由题图所示按能量排列的电磁波谱可知，被吸收的光子是红外线波段的光子，A项正确。,若其他条件不变，已知金属钨的逸出功为,，可见光的能量区间为,。下列说法正确的是,(,),B,A.紫外线波段的光子

5、均不能使基态氢原子电离,B.氢原子跃迁时可能会辐射可见光波段的光子,C.用红外线长时间照射金属钨能产生光电效应,D.用可见光照射处于,能级的氢原子不能使其电离,【解析】,处于基态的氢原子的能量,，由电磁波谱图可知，紫外线波段的光子能量有大于,的部,分，这部分光子能使基态氢原子电离，A错误；同理，处于,能级的氢原子的能量为,，可见,光的能量均大于,，故可见光能使处于,能级的氢原子电离，D错误；,氢原子从,、4、5、6能级直,接跃迁到,能级时产生的光子的能量都在可见光的能量区间内,，,（【点拨】原子在发生能级跃迁时，辐射的光,子的能量等于两能级之间的能量差。）,B正确；根据电磁波谱图可知，红外线的光子能量均小于1.,，更小于金,属钨的逸出功，,故其不能使金属钨发生光电效应,，,（【易错】能否发生光电效应与入射光的光子能量有关，而与,光照时间没有关系。）,C错误。,3.2022年6月浙江卷图为氢原子的能级图。大量氢原子处于,的激发态，在向低能级跃迁时放出光子，用这些,光子照射逸出功为,的金属钠。下列说法正确的是(,),B,A.逸出光电子的最大初动能为,B.,跃迁到,放出的光子动量最大,C.有

6、3种频率的光子能使金属钠产生光电效应,D.用,的光子照射，氢原子跃迁到,激发态,【解析】,氢原子从,能级跃迁到,能级时释放的光子能量最大，频率也最大，能量为,，照射逸出功为,的金属钠，光电子的最大初动能为,，频率,大的光子波长小，根据,可知频率大的光子动量大，A错误，B正确；氢原子从,能级跃迁到,能级时,释放的光子能量为,，该光子不能使金属钠发生光电效应，可知有2种,频率的光子能使金属钠产生光电效应，C错误；,，可知,氢原子不能吸收该光子从,能级跃迁到,能级，D错误。,4.,多选,2024浙江联考几种金属的逸出功和氢原子的能级图分别如表和图所示，已知可见光的光子能量在,之间。现有大量氢原子处于激发态，则(,),表,几种金属的截止频率和逸出功,金属,钨,钙,钠,钾,铷,10.95,7.73,5.53,5.44,5.15,4.54,3.20,2.29,2.25,2.13,BD,A.氢原子的能级,指的是氢原子中电子的动能,B.氢原子从,能级跃迁到,时会辐射出具有显著热效应的电磁波,C.处于,能级的氢原子在跃迁时辐射出的光子可以使钾金属发生光电效应，光,电子的最大初动能可能为,D.氢原子从能级

7、3跃迁到能级2和从能级4跃迁到能级2均辐射出可见光，用这两种光,在同一双缝干涉装置做实验，前者的相邻条纹间距更大,【解析】,氢原子的能级,指的是氢原子各个状态的能量值，包括氢原子的电势能和电子在轨道上运动的动能，A错,误；氢原子从,能级跃迁到,能级时辐射出光子的能量为,，,属于红外线,，,（【点拨】,若光子的能量小于红光的光子能量，则属于红外线；若光子的能量大于紫光的光子能量，则属于紫外线。）,即具,有显著热效应的电磁波，B正确；根据题意可知，,大量处于,能级的氢原子在跃迁时，可以辐射出,种光,子,，,（【技巧】大量处于,能级的氢原子在向低能级跃迁时，辐射出的光子种类为,种；单个处于,能级的氢原子,在向低能级跃迁时，最多辐射出的光子种类为,种。）,从,能级直接跃迁到,能级时辐射出的光子的能,量最大，最大值为,，大于金属钾的逸出功，所以该光能使钾金属发生光电效应，,逸出光电子的最大初动能为,，可知光电子的最大初动能不可能为,，C,错误；从能级3跃迁到能级2和从能级4跃迁到能级2辐射出的光子能量分别为,、,，均属于可见光，且,，根据公式,可知，,，由双缝干涉条纹间距公式,可知，,，D正确。

8、,创新1+1,1.,新情境原子钟发射体系,2023山东卷“梦天号”实验舱携带世界首套可相互比对的冷原,子钟组发射升空，对提升我国导航定位、深空探测等技术具有重要意义。如图所示为,某原子钟工作的四能级体系，原子吸收频率为,的光子从基态能级跃迁至激发态能级,然后自发辐射出频率为,的光子，跃迁到钟跃迁的上能级2,并在一定条件下可跃迁到,钟跃迁的下能级1,实现受激辐射，发出钟激光，最后辐射出频率为,的光子回到基态。,该原子钟产生的钟激光的频率,为(,),D,A.,B.,C.,D.,【解析】,原子吸收频率为,的光子从基态能级跃迁至激发态能级时，有,，且从激发态能级向下跃,迁到基态能级的过程，有,，联立解得,，D正确。,2.,新情境种子萌发,2024名师原创如图甲所示是莴苣种子萌发率与光的波长的关系图像，如图乙所示是氢原子的能,级图。已知普朗克常量,，元电荷,，用一群处于,能级的氢原子跃迁发出,的不同光分别照射莴苣种子，使种子的萌发率最高的是(,),B,图甲,图乙,A.从,能级跃迁到,能级释放的光,B.从,能级跃迁到,能级释放的光,C.从,能级跃迁到,能级释放的光,D.从,能级跃迁到,能级释放的光

9、,【解析】,由,并结合题图乙可知只有从,能级跃迁到,能级释放的光子的波长在,到,之间,的范围内，结合题图甲可知B正确。,3.,新设问实际光谱图,2024北京海淀区测试氢原子在可见光区的4条特征谱线是玻尔理论的实验基础。,如图所示，这4条特征谱线（记作,、,、,和,）分别对应着氢原子从,、4、5、6能级向,能级的跃迁，下面4幅光谱图中，合理的是（选项图中长度标尺的刻度均匀分布，刻度值从左,至右增大）(,),A,A.,&1&,B.,&2&,C.,&3&,D.,&4&,【解析】,氢原子从高能级向低能级跃迁会以光子的形式释放能量，光谱图和能级图对应需要注意以下三点：,标,尺从左向右表示波长,逐渐增大；,氢原子从高能级,跃迁至低能级,释放光子的能量,；,光子,的波长和频率的关系为,。结合这三点可知,、,、,、,在标尺上应依次为从右向左排列，,错；又,氢原子从,、4、5、6能级分别向,能级跃迁时释放光子的能量的差值依次减小，波长差值也依次减小，故,从右向左4条特征谱线排列越来越紧密，A对，D错。,4.,新角度光子波长图,多选,2023山西太原模拟如图为某原子的能级及核外电子在两能级间跃,迁时辐射或

10、吸收光子波长的示意图，设原子处于,、2、3、4的能级时,对应原子的能量为,、,、,、,，则下列判断正确的是(,),CD,A.该原子吸收波长为,的光子后,可能从,跃迁到,B.,C.用动能等于波长为,光子能量的电子撞击原子,原子可能从,跃迁到,D.原子从,跃迁到,时,释放光子的波长为,【解析】,根据玻尔原子理论，原子只有吸收刚好等于两个能级间的能量差的光子时，才能从低能级跃迁到对应的,高能级，故选项A错误；根据玻尔原子理论，,，,，,，,，可得,，选项B错误；用动能等于波长为,光子能量的电子撞击原子，若被原子吸收的光子能量刚,好等于波长为,的光子能量，则原子从,跃迁到,，选项C正确；原子从,跃迁到,时，释放的光子,能量为,，解得释放光子的波长,，,选项D正确。,考点3,原子核,经典3+2,1.2024贵州六盘水监测轧钢厂的热轧机上安装射线测厚仪，仪器探测到的,射线强度,与钢板的厚度有关。如图所示，某射线测厚仪采用放射性同位素铱192作为放射源，,其化学符号是,，原子序数为77，放射源在进行,衰变产生新核,的同时会释放出,射线，该放射性元素的半衰期为74天，下列说法正确的是(,),A,A.题

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